giao trinh ky thuat moi truong

-1
-

Kỹ thuật mơi
trường

MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................- 1 Đề tựa ...................................................................................................................- 4 Chương 1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MƠI TRƯỜNG VÀ BẢO VỆ MƠI
TRƯỜNG .............................................................................................................- 5 §1 MƠI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUN............................................................- 5 - 1Mơi trường ................................................................................................- 5 2 - Tài ngun...............................................................................................- 6 §2 HỆ SINH THÁI VÀ SỰ PHÁT TRIỂN ......................................................- 6 - 1
- Hệ sinh thái .............................................................................................- 6 2 - Sự phát triển của hệ sinh thái và cân bằng sinh thái................................- 8 3 - Nguồn năng lượng và cấu trúc dinh dưỡng ..............................................- 9 §3 NHỮNG VẤN ĐỀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG ........................................... - 10 - 1
- Tác động đối với mơi trường.................................................................. - 10 2 - Đánh giá tác động mơi trường(ĐTM) .................................................... - 12 §4 CHIẾN LƯỢC QUỐC GIA và PHÁP LUẬT ........................................... - 12 1- Chiến lược quốc gia về bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên ...
- 12 - 2 - Chiến lược bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên ơ Việt
Nam
.
13
3
Luật
bảo
vệ
môi
trường
......................................................................... - 14 Chương 2 MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ............................................................ - 15 § 1 KHÁI QT CHUNG.............................................................................. - 15 1- Lớp khí quyển dưới thấp......................................................................... - 15 2 - Lớp khí quyển trên cao......................................................................... - 16 3 - Cấu tạo khí quyển theo chiều đứng ....................................................... - 16 4 - Sự không đồng nhất theo phương ngang của khí quyển ........................ - 17
§ 2 CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA KHƠNG KHÍ..................................................... - 18 1- Sự nóng lên và lạnh đi của khơng khí..................................................... - 18 2 - biến thiên nhiệt độ của khơng khí ........................................................ - 19 § 3 NHIỆT LỰC HỌC KHÍ QUYỂN............................................................. - 19 1- Chuyển động thăng giáng đoạn nhiệt của khơng khí khơ..................... - 19 2 - Chuyển động thăng giáng đoạn nhiệt của không khí ẩm...................... - 20 - 3
– Sự ổn định trong chuyển động đối lưu .................................................. - 21 § 4 ĐỘNG LỰC HỌC KHÍ QUYỂN ............................................................. - 22 1 - Chuyển động ngang của khí quyển ....................................................... - 22 2 - Sự diễn biến của gió .............................................................................. - 23 3 - Gió địa phương ...................................................................................... - 24 4 - Bão ........................................................................................................ - 24 5 - Độ ẩm khơng khí ................................................................................... - 24 § 5 CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ.............................................
- 26 - 1 - Các chất ô nhiễm sơ cấp
........................................................................ - 26 2 - Các chất ơ nhiễm thứ cấp ...................................................................... - 28 § 6 TÁC ĐỘNG CỦA KHƠNG KHÍ ............................................................. - 28 1 - Tác động của không khí đối với vật liệu ............................................... - 28
- 2 - Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đến khí hậu thời tiết ....................... 31 -


Kỹ thuật mơi
trường

-2
-

3 - Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đến sức khỏe con người và sinh vật- 32 § 7 HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH .......................................................................... - 35 1 - Ngun nhân và cơ chế hiệu ứng nhà kính............................................ - 35 2 - Tác động của hiệu ứng nhà kính.......................................................... - 36 § 8 OZON VÀ TẦNG OZON ........................................................................ - 37 1 - Ozon và sự ơ nhiễm .............................................................................. - 37 2 - Tác động tích cực của tầng O3.............................................................. - 37 3 - Sự Suy thối tầng Ozon ......................................................................... - 38 § 9 CÁC NGUỒN GÂY Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ ...................................... - 38 - 1 Nguồn ơ nhiễm do cơng nghiệp............................................................ - 39 2 - Nguồn ơ nhiễm do giao thơng vận tải................................................... - 40 3 - Nguồn ơ nhiễm do sinh hoạt ................................................................. - 40 §10 CÁC GIẢI PHÁP PHỊNG CHỐNG Ơ NHIỄM VÀ LÀM SẠCH MƠI
TRƯỜNG KHÔNG KHÍ................................................................................. - 40 1 - Giải pháp quy hoạch.............................................................................. - 40 2 - Giải pháp cách ly vệ sinh ...................................................................... - 41 3 - Giải pháp cơng nghệ kỹ thuật................................................................ - 41 4 - Giải pháp kỹ thuật làm sạch khí thải .................................................... - 42 5 - Giải pháp sinh thái học .......................................................................... - 47 6 - Các phương pháp làm giảm chất ô nhiễm không khí từ nguồn.............. - 48
- 7 - Giải pháp quản lý- luật bảo vệ môi trường không khí ........................... 49 § 11 TÍNH TỐN Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ ................................................. - 49 1– Ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng đến sự phân bố bụi và chất độc hại - 50
2 - Tính tốn nồng độ chất độc hại trong không khí ................................... - 50 Chương 3 Môi trường nước ................................................................................. - 53 §1 Nguồn nước và sự ơ nhiễm ........................................................................ - 53 1 - Nguồn nước và sự phân bố tự nhiên ...................................................... - 53
- 2 - Sự ô nhiễm nước .................................................................................... - 54
§2 Q trình tự làm sạch của nước.................................................................. - 58 1- Q trình tự làm sạch của nước mặt ....................................................... - 58 2- Q trình tự làm sạch của nước ngầm..................................................... - 61 §3 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước ....................................................... - 61
- 1 - Nhiệt độ ................................................................................................. - 62
2 - Màu sắc ................................................................................................. - 62 3 - Chất rắn lơ lửng ..................................................................................... - 62 4 - Độ đục ................................................................................................... - 63 5 - Độ cứng ................................................................................................. - 63 6 - Độ pH .................................................................................................... - 64 7- Độ axit và độ kiềm ................................................................................. - 65 8 – Cl- ........................................................................................................ - 65 9- SO42 -.................................................................................................... - 66 10- NH3 ...................................................................................................... - 66 11- NO3- và NO2-..................................................................................... - 66 -


12 - Phốt phát.............................................................................................. - 66 13 - Nồng độ oxy hòa tan (DO) .................................................................. - 66 14 - Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD)............................................................... - 67 15 - Nhu cầu oxy hóa học (COD) ............................................................... - 68 16 - Tiêu chuẩn vi khuẩn học...................................................................... - 68 §4 các biện pháp kỹ thuật xử lý nước ............................................................ - 68 1- Các biện pháp bảo vệ chất lượng nước ................................................... - 68
- 2 - Xử lý nước thải ...................................................................................... - 71 3 - Cấp nước tuần hồn và sử dụng lại nước thải trong xí nghiệp công nghiệp .- 75 Chương 4 Mơi trường đất và sự ơ nhiễm ............................................................ - 77 §1 Khái qt chung........................................................................................ - 77 1 - Đặc điểm mơi trường đất ....................................................................... - 77 2 - Nguồn gốc và các tác nhân gây ơ nhiễm mơi trường đất....................... - 78 § 2 CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ĐẤT
............. - 80 - 1- Chống xói mòn
....................................................................................... - 80 2 - Xử lý phế thải rắn do sinh hoạt.............................................................. - 81 3 - Xử lý phế thải rắn cơng nghiệp ............................................................. - 82 Chương 5 Các loại ô nhiễm khác..................................................................... - 84 § 1 Ơ NHIỄM NHIỆT VÀ BIỆN PHÁP PHỊNG CHỐNG...........................- 84 1- Nguồn gốc và tác hại của sự ơ nhiễm nhiệt ............................................ - 84 2 - Các biện pháp làm giảm ơ nhiễm nhiệt................................................. - 84 §2 Ô nhiễm phóng xạ và biện pháp phòng chống........................................ 85 - 1- Sự phóng xạ và các nguồn gây ô nhiễm phóng xạ, tác hại của phóng xạ.
- 85
2 - Các biện pháp giảm ơ nhiễm phóng xạ ................................................. - 85 § 3 Ô NHIỄM TIẾNG ỒN VÀ BIỆn PHÁP PHỊNG CHỐNG ..................... 87 1- Khái niệm về âm thanh và tiếng ồn ....................................................... - 87 2 - Các nguồn ồn trong đời sống và sản xuất .............................................. - 89
- 3 - Tác hại của tiếng ồn .............................................................................. - 90 4 - Các biện pháp chống ồn ........................................................................ - 90 5 - Kiểm tra tiếng ồn kiểm sốt ô nhiễm tiếng ồn ...................................... - 91
- TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... - 92 -


Kỹ thuật mơi
trường

-4
-

CHƯƠNG 1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MƠI
TRƯỜNG VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG

§1 MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
1- Mơi trường
Tùy theo quan niệm và mục đích nghiên cứu về mơi trường mà có nhiều định nghĩa
khác nhau. Tuy nhiên có thể nêu một định nghĩa tổng qt về mơi trường.
Mơi trường là một tổng thể các điều kiện của thế giới bên ngồi tác động đến sự tồn
tại và phát triển của mỗi sự vật hiện tương.
Môi trường sống – đó là tổng hợp các điều kiện bên ngồi có ảnh hưởng
đến sự sống và phát triển của các sinh vật.
Môi trường sống của con người là tổng hợp các điều kiện vật lý, hóa học, sinh
học, xã hội có ảnh hưởng đến sự sống và phát triển của mỗi cá nhân và cộng đồng
con người.
Như thế mơi trường sống của con người hiểu theo nghĩa rộng bao gồn tồn bộ vũ
trụ của chúng ta trong đó có hệ mặt trời và trái đất là bộ phận ảnh hưởng trực
tiếp đến cuộc sống của con người.
Môi trường thiên nhiên bao gồm các yếu tố thiên nhiên : vật lý, hóa học và
sinh học tồn tại khách quan ngồi ý muốn con người.
Môi trường nhân tạo bao gồm các yếu tố lý – hóa – sinh, xã hội do con người
tạo nên và chịu sự chi phối của con người.
Những sự phân chia về mơi trường là để phục vụ sự nghiên cứu và phân tích các hiện
tượng phức tạp về môi trường. trong thực tế các loại môi trường cùng tồn tại, đan
xen nhau, tương tác với nhau rất chặt chẽ.
Tóm lại khái niệm mơi trường bao hàm nghĩa rộng, nội dung phong phú và đa
dạng. vì vậy trong mỗi trường hợp cụ thể phải phân biệt rõ ràng.
Về mặt vật lý trái đất được chia làm 3 quyển :
+ Thạch quyển (môi trường đất) : là phần rắn của vỏ trái đất có độ sâu khoảng
60km bao gồm các khóang vật và đất.
+ Thủy quyển (môi trường nước) : chỉ phần nước của trái đất bao gồm các đại

dương, ao, hồ, sơng, suối, băng, tuyết, hơi nước.
+ Khí quyển (mơi trường khơng khí) : bao gồm tầng khơng khí bao quanh trái đất. Về
mặt sinh học trên trái đất còn có sinh quyển bao gồm các cơ thể sống và một phần của
thạch, thủy, khí quyển tạo nên môi trường sống của sinh vật. Sinh quyển gồm các
thành phần hữu sinh và vô sinh có quan hệ chặt chẽ và tương tác phức tạp với nhau.
Khác với các quyển vật lý vơ sinh, sinh quyển ngồi vật chất và năng lượng còn chứa
các thông tin sinh học có tác dụng duy trì cấu trúc và cơ chế tồn tại
– phát triển của các cơ thể sống mà dạng phức tạp và phát triển cao nhất là trí tuệ
con người. Trí tuệ tác động ngày một mạnh mẽ đến sự tồn tại và phát triển của trái
đất.


Kỹ thuật mơi
trường

-5
-

Ngày nay người ta đã đưa vào khái niệm trí quyển bao gồm các bộ phận trên trái đất
trong đó có tác động của trí tuệ con người, nơi đang xảy ra những biến động rất lớn về
mơi trường mà kỹ thuật mơi trường cần nghiên cứu phân tích và đề ra các biện pháp
xử lý để phòng chống những tác động xấu.
Các thành phần của mơi trường khơng tồn tại ở trạng thái tĩnh mà ln vận động,
thường diễn ra theo chu trình cân bằng tự nhiên. Sự cân bằng đảm bảo sự sống
trên trái đất phát triển ổn định. Nếu các chu trình mất cân bằng thì sự cố mơi trường
sẽ xảy ra ảnh hưởng đến sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật ở khu vực
đó hoặc thậm chí trong phạm vi tồn cầu.

2 - Tài ngun
Tài ngun là tất cả mọi dạng vật chất hữu dụng cho con người và sinh vật, đó là

một phần của môi trường cần thiết cho cuộc sống; ví dụ như rừng, nước, thực
động vật, khóang sản, v.v….
Tài nguyên được phân loại thành tài nguyên thiên nhiên gắn liền vơí các nhân
tố thiên nhiên và tài nguyên con người gắn liền với các nhân tố con người và
xã hội. Trong sử dụng cụ thể tài nguyên thiên nhiên được phân theo dạng vật
chất của nó như : tài nguyên (đất, nước, biển, rừng, khí hậu, sinh học, …)
Tài ngun con người được phân thành : tài ngun (lao động, thơng tin, trí tuệ…)
* Trong khoa học tài ngun được phân thành 2 loại :
- Tài ngun tái tạo được : là những tài ngun được cung cấp hầu như liên tục và vơ
tận từ vũ trụ vào trái đất, nó có thể tự duy trì hay tự bổ sung một cách liên tục; ví
dụ như :năng lượng mặt trời, nước, gió, thuỷ triều, tài nguyên sinh vật …
- Tài nguyên không tái tạo được : tồn tại một cách hữu hạn, sẽ bị mất đi hoặc
biến đổi khơng còn giữ được tính chất ban đầu sau q trình sử dụng. Ví dụ : các
loại khóang sản, nhiên liệu hóa thạch, thông tin di truyền cho thế hệ sau bị mai
một ….
*- Theo sự tồn tại người ta chia tài ngun làm hai loại :
- Tài ngun dễ mất : nó có thể phục hồi hoặc khơng phục hồi được. Tài ngun phục
hồi được là tài nguyên có thể thay thế hoặc phục hồi sau một thời gian nào đó
với điều kiện thích hợp; ví dụ như cây trồng, vật nuôi nguồn nước v.v….
Chú ý rằng có thể có tài ngun phục hồi được nhưng khơng tái tạo được ;ví dụ như
: Rừng nguyên sinh khi bị con người khai thác phá huỷ có thể phục hồi được nhưng
không tái tạo được đầy đủ các giống lồi động thực vật q hiếm trước đây của nó.
- Tài ngun khơng bị mất như : Tài ngun (vũ trụ, khí hậu, nứớc…). Tuy nhiên thành
phần, tính chất của nhưng tài nguyên này có thể bị biến đổi dưới tác động của con
người ; Ví dụ bức xạ mặt trời đến trái đất là không đổi, nhưng do con người làm ơ
nhiễm không khí mà làm cho nhiệt độ Trái đất tăng lên, khí hậu biến đổi…

§2 HỆÄ SINH THÁI VÀ SƯ PHÁT TRIỂN
1 - Hệä sinh thái
Hệ sinh thái là một đơn vị khơng gian hay đơn vị cấu trúc trong đó bao gồm các sinh

vật sống và các chất vô sinh tác động lẫn nhau tạo ra một sự trao đổi vật chất


giữa các bộ phận sinh vật và các thành phần vô sinh. Nói cách khác hệ sinh thái là
một hệ thống tương tác của một cộng đồng sinh học và môi trường vô sinh.
Sinh học là ngành khoa học nghiên cứu các mối quan hệ giữa các sinh vật với
nhau và với môi trường.
*- Hệ sinh thái hồn thiện gồm 4 thành phần chính sau : a
- Các chất vơ sinh
Bao gồm các chất vơ cơ (C, N, CO2 , H2O, NaCl, O2 ) tham gia vào chu trình tuần
hồn vật chất của sinh vật, các chất hũu cơ (protein, gluxid, lipid…), chế độ khí
hậu ( nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm và các yếu tố vật lý khác).
b - Các sinh vật sản xuất
Bao gồm thực vật và một số vi khuẩn, chúng có khả năng tổng hợp trực tiếp các hữu
cơ từ các chất vô cơ cần thiết cho cơ thể sống nên còn được gọi là sinh vật tự
dưỡng (cây xanh, tảo, một số vi khuẩn có khả năng quang hợp hoặc tổng hợp chất
hữu cơ ). Mọi sự sống của các sinh vật khác đều phụ thuộc vào khả năng sản xuất
của các sinh vật sản xuất .
c – Các sinh vật tiêu thụ
Bao gồm các động vật sử dụng trực tiếp hay gián tiếp các chất hữu cơ do thực vật
sản xuất ra, chúng không tự sản xuất ra chất hữu cơ nên còn được gọi là sinh vật
dị dưỡng.
* Sinh vật tiêu thụ chia làm 3 loại :
+ Sinh vật tiêu thụ đầu tiên (động vật ăn thực vật).
+ Sinh vật tiêu thụ thứ hai (động vật ăn thịt).
+ Sinh vật tiêu thụ hỗn tạp (động vật vừa ăn thực vật vừa ăn
thịt). d – Các sinh vật phân hủy
Bao gồm các vi khuẩn và nấm có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ. Sự sinh
dưỡng của các sinh vật này gắn liền với sư phân rã các chấc hữu cơ nên còn được
gọi là sinh vật tiêu hóa. Chúng phân hủy các chất hữu cơ phức tạp trong xác chết của

sinh vật thành những hợp chất vô cơ đơn giản mà thực vật có thể hấp thụ đựơc.
Sinh vật phân huỷ giữ vai trò mắt xích cuối cùng trong chu trình sống.


Quan hệ giữa các thành phần chủ yếu của một hệ được biểu diễn theo sơ đồ sau :

Sinh vật sản xuất
Các chất vơ sinh (mơi trường ngồi)

Sinh vật tiêu thụ

Sinh vật phân hủy

*

Chú ý rằng các sinh vật sản xuất và tiêu thụ cũng thực hiện một phần sự phân hủy trong
q trình sống của chúng như hơ hấp, trao đổi chất, Bài tiết. Nhưng phân hủy khơng
phải là chức năng chủ yếu của chúng.
Trong hệ sinh thái thường xun có vòng tuần hồn vật chất đi từ mơi trường vào cơ
thể các sinh vật, từ sinh vật này sang sinh vật khác, rồi lại từ sinh vật ra mơi trường.
Vòng tuần hồn này gọi là vòng sinh địa hóa. Có vô số vòng tuần hồn vật chất.
Dòng năng lượng xảy ra đồng thời với vòng tuần hồn vật chất trong hệ sinh thái.
Năng lượng cung cấp cho mọi hoạt động của các hệ sinh thái trên trái đất là nguồn
năng lượng mặt trời . Khác với vòng tuần hồn vật chất là kín, vòng năng lượng
là vòng hở, vì qua mỗi mắt xích của chu trình sống năng lượng lại phát tán đi dưới
dạng nhiệt.
Hệ sinh thái có thể phân chia theo qui mô :
- Hệ sinh thái nhỏ (bể nuôi cá, phòng thí nghiệm, …)
- Hệ sinh thái vừa (một thị trấn, một hồ nước, một cánh đồng…. )
- Hệ sinh thái lớn (Đại dương, sa mạc, thành phố)

* Phân chia theo bản chất hình thành :
- Hệ sinh thái tự nhiên ( ao, hồ, rừng …)
- Hệ sinh thái nhân tạo ( đơ thị, công viên, cánh đồng, …)
Tập hợp các hệ sinh thái trên trái đất thành hệ sinh thái khổng lồ chính là sinh
quyển.

2 - Sư phát triển của hệ sinh thái và cân bằng sinh thái
Các hệ sinh thái trải qua một q trình phát triển có trật tự, đó là kết
qủa của sự biến đổi mơi trường vật lý do sự sống của sinh vật gây nên.
Sư phát triển của hệ sinh thái có thể thấy qua nhiều ví dụ : cộäng đồng sinh học thay
đổi dần trong một hồ nước nhân tạo sau một thời gian, hệ sinh thái trên một
đảo núi lửa hoạt động hủy diệt sau khi tắt vài chục năm, trong một khu rừng nhân
tạo, v.v
….
Trong tự nhiên, nếu không có sự phá huỷ hay can thiệp của con người, hỏa hoạn,
lũ lụt và các hoạt động của núi lửa thì các hệ sinh thái có khuynh hướng phát triển
các


cộng đồng sinh học tương đối ổn định với sinh khối lớn nhất và sự phong phú
của các sinh vật tương ứng với các điều kiện vật lý.
Các thành phần của hệ sinh thái ln bị tác động của các yếu tố mơi trường gọi là các
yếu tố sinh thái gồm 3 loại : các yếu tố vơ sinh, yếu tố sinh vật và yếu tố nhân tạo.
Các yếu tố vơ sinh (khí hậu) tạo điều kiện sống cho vi sinh vật và ảnh hưởng trực
tiếp hoặc gián tiếp đến sư tồn tại và phát triển của chúng. Các yếu tốá sinh vật là
các quan hệ tác động qua lại giữa các sinh vật : Cộng sinh, kí sinh hay đối kháng.
Yếu tố nhân tạo là các hoạt động của con người giống như một yếu tố địa lý tác động
trực tiếp đến sư tồn tại và phát triển của sinh vật.
Cân bằng sinh thái là trạng thái ổn định trong đó các thành phần sinh thái ở điều kiện
cân bằng tương đối và cấu trúc tồn hệ khơng bị thay đổi : cân bằng giữa các sinh vật

sản xuất, tiêu thụ và phân hủy, tồn tại cân bằng giữa các lồi có trong hệ. Các hệ sinh
thái tự nhiên có khả năng tự điều chỉnh trong một phạm vi nhất định của sự thay đổi
các yếu tố sinh thái; đó là trạng thái cân bằng động. Nhờ sự tự điều chỉnh mà các hệ
sinh thái tự nhiên giữ được sự ổn định khi chịu sự tác động của nhân tố mơi trường.
Sư tư điều chỉnh của hệ sinh thái là kết quả của sư tư điều chỉnh của từng cá thể, quần
thể hoặc cả quần xã khi có sự thay đổi của yếu tố sinh thái. Các yếu tố sinh thái đựơc
chia làm 2 nhóm : giới hạn và khơng giới hạn. Các yếu tố sinh thái giới hạn ví dụ như
nhiệt độ, lượng ôxy hồ tan trong nước; nồng độ muối, thức ăn … Các yếu tố sinh
thái không giới hạn ví dụ như ánh sáng, điạ hình…. đối với động vật.
Mỗi sinh vật hay mỗi quần thể có một giới hạn sinh thái nhất định. Nếu vượt q giới
hạn này hệ sinh thái mất khả năng tự điều chỉnh và có thể dẫn đến hệ sinh thái bị
phá huỷ.
Ô nhiễm là hiện tượng do hoạt động của con người dẫn đến sự thay đổi các yếu
tố sinh thái ra ngồi giới hạn sinh thái của các sinh vật. Để kiểm sốt ơ nhiễm mơi
trường phải biết giới hạn sinh thái của cá thể, quần thể và quần xã đối với mỗi yếu
tố sinh thái. xư lý ơâ nhiễm là đưa các yếu tốá sinh thái trơ về giới hạn sinh thái của
cá thể, quần thể và quần xã. Đễ xử lý ô nhiễm cần biết cấu trúc và chức năng của
hệ sinh thái và ngun nhân làm cho các yếu tố sinh thái vượt ra ngồi giới hạn; đây
cũng chính là nhiệm vụ của môn học kỹ thuật môi trường nhằm mục đích bảo
vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên.

3 - Nguồn năng lượng và cấu trúc dinh dưỡng
Trong các hệ sinh thái ln có sự chuyển hóa năng lượng, nhưng sự chuyển hóa năng
lượng này khơng theo chu trình. Các ngun lí nhiệt động học chi phối phương thức
và hiệu suất sự chuyển hóa năng lượng; việc đánh giá phương thức và chuyển hóa
năng lượng là vấn đề quan trọng của sinh thái học.
Nguồn năng lượng chủ yếu cho sinh vật là mặt trời. Khi năng lượng mặt trời đi đến
thảm thực vật, 56% bị phản xạ, 44% được cây xanh hấp thụ. Phần năng lượng do cây
xanh hấp thụ phụ thuộc loại cây xanh và điều kiện mơi trường. Phần năng lượng ánh
sáng do thực vật hấp thụ được tiêu thụ trong q trình hơ hấp và những q trình vật

lý, chỉ có khoảng 10% được dùng trực tiếp vào q trình quang hợp. Năng suất sinh
thái của cây xanh nhỏ hơn 4% và thường trong khoảng 1-2%.


Chuỗi chuyển hóa năng lượng tư thực vật qua một loạt các sinh vật khác tạo
nên một dây chuyền thức ăn.
Phần dây chuyền thức ăn trong đó một nhóm các sinh vật sử dụng thức ăn theo cùng
một cách gọi là bậc dinh dưỡng. ví dụ tất cả các động vật ăn cỏ như châu chấu, trâu,
bò… là cùng một bậc dinh dưỡng. Sự sắp xếp các bậc dinh dưỡng trong một hệ sinh
thái gọi là cấu trúc dinh dưỡng. Các hệ sinh thái thường có từ 3 đến 6 bậc dinh
dưỡng, nghóa là mỗi dây chuyền thức ăn có từ 3 đến 6 các sinh vật có cùng một
kiểu tiếp nhận thức ăn.
Do có tổn thất năng lượng ở mỗi sự chuyển hóa nên dây chuyền thức ăn càng
ngắn thì hiệu suất sử dụng năng lượng thức ăn càng cao.
Cấu trúc dinh dưỡng có xu hướng phức tạp dần từ các vùng cực trái đất đến miền ơn
đới và xích đạo. Ở các vùng này để mơ tả cấu trúc dinh dưỡng người ta dung khái
niệm lưới thức ăn thay cho dây chuyền thức ăn. ví dụ ở biển nam cực thường chỉ có
dây chuyền thức ăn ngắn, có khi chỉ gồm hai bậc dinh dưỡng như thực vật trơi nổi –
cá voi. Trong khu rừng ơn đới có thể tới 40—50 lồi chim dùng hàng trăm lồi côn
trùng làm thức ăn, đến khu rừng nhiệt đới có tới hàng trăm lồi chim dùng hàng
ngàn lồi côn trùng làm thức ăn.
Các hệ sinh thái có cấu trúc đơn giản thường dễ bị tổn thương hơn so với các hệ sinh
thái có cấu trúc phức tạp khi xảy ra một sự thay đổi sinh thái nào đó. Do đó hệ
sinh thái phức tạp có một sư an tồn và tính bền vững sinh thái hơn các hệ sinh thái
đơn giản. Như vậy tính ổn định của một hệ sinh thái tỉ lệ với độ phức tạp trong
cấu trúc dinh dưỡng của nó.
Một trong những tác động sinh thái chủ yếu do con người gây ra làm cho hệ sinh thái
bị đơn giản hóa. Ví dụ trong nông nghiệp đã thay thế hàng trăm loại cây cỏ tự
nhiên bằng một loại cây trồng. Như thế, các hoạt động của con người nhằm phát triển
kinh tế - xã hội phải hạn chế đến mức tối thiểu những tác động xấu và phát huy những

tác động tích cực đến hệ sinh thái mới có thể có sự phát triển bền vững.

§3 NHỮNG VẤN ĐỀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
1 - Tác động đối với môi trường
Ngay từ khi xuất hiện con người đã tác động vào mơi trường để sống; song trong suốt
q trình lịch sử, những tác động đó là không đáng kể. Chỉ đến khi hình thành khoa
học kỹ thuật và cơng nghệ cùng với sự phát triển của no, con người mới tác động
đáng kể vào mơi trường và ngày càng mạnh mẽ. Đến nay con người đã làm chủ tồn
bộ hành tinh, các nhân tố xã hội và tiến bộ kỹ thuật, cơng nghệ đã tác động lên mơi
trường làm cho hiệu quả chọn lọc tự nhiên giảm tới mức thấp nhất, các hệ sinh thái tự
nhiên dần dần chuyển thành hệ sinh thái nhân tạo hoặc bị đơn giản hóa.
Trái đất - mơi trường tự nhiên là nền tảng cho sự tồn tại và phát triển của con người,
nó cung cấp mọi nhu cầu về vật chất và năng lượng. Với sư gia tăng dân số và gia
tăng về nhu cầu vật chất và năng lượng, con người sau khi sử dụng hồn trả lại
môi trường dưới dạng các chất thải không ngừng tăng lên. Cùng với các q


trình công nghiệp và đơ thị hóa, những tác động đến môi trường nếu không
kiểm sốt được sẽ dẫn đến tình trạng phá hủy chính môi trường sống của con
người.
Những hoạt động chính làm ô nhiễm hoặc gây tác đối với môi trường có thể chia
làm 5 loại :
a - Khai thác tài ngun
Tài nguyên thiên nhiêân là một yếu tốá của q trình sản xuất, là đối
tượng lao động và cơ sở vật chất của sản xuất. Cùng với sư gia tăng dâân số và
phát triển cuả khoa học kỹ thuật, con người đã khai thác tài ngun với cường độ rất
lớn. Các chu trình vật chất tự nhiên bị phá huỷ, nhiều hệ sinh thái tự nhiên bị mất ổn
định, cấu trúc vật lý sinh quyển bị thay đổi.
Việc khai thác rừng q mức dẫn đến việc tàn phá rừng và thay đổi cấu trúc thảm
thực vật trên trái đất. Hậu quả tiếp theo là làm hàm lượng CO2 trong khơng khí tăng

và O2 giảm, nhiệt độ không khí tăng, xói mòn, lũ lụt, hạn hán v.v…
Các ngành công nghiệp khai khóang, khai mỏ đã đưa một lượng lớn các chất
phế thải độc hại từ lòng đất vào sinh quyển làm ô nhiễm tầng nước mặt và phá
huỷ sự cân bằng sinh thái trong mơi trường nước, cấu trúc địa tầng và thảm thực vật
khu vực khai thác thay đổi.
Việc xây dựng đê đập làm hồ chứa nước cũng có tác hại đối với mơi trường : cản trở
sự di chuyển tự nhiên của luồng cá, thay đổi độ bền vững của đất, gây ngập lụt và
thay đổi khí hậu cục bộ vùng hồ chứa.
b - Sử dụng hóa chất
Con người trong hoạt động kinh tế xã hội đã sư dụng một lượng lớn các hóa chất,
sử dụng phân bón hóa học làm ô nhiễm đất và nguồn nước. Thuốc trừ sâu và diệt
cỏ phá huỷ cây trồng, xâm nhập vào dây chuyền thức ăn tác động đến nhiều sinh vật.
Các hóa chất sử dụng trong công nghiệp và các ngành kinh tế khác thải vào môi
trường nhiều chất độc hại : Pb, Hg, phenol…
Những chất thải phóng xạ từ các trung tâm cơng nghiệp và nghiên cứu khoa học, chất
phóng xạ từ các vụ nổ hạt nhân hoặc lan truyền trong khơng khí, hoặc tích tụ lắng
xống mặt đất rất nguy hiểm đối với con người và sinh vật.
c - Sử dụng nhiên liệu
Trong hoặc động sống con người sử dụng nhiều loại nhiên liệu cổ truyền : than
đá, dầu mỏ, khí đốt, củi… Việc đốt các loại nhiên liệu làm nóng trực tiếp sinh quyển,
thay đổi khí hậu cục bộ. Điều nguy hại là làm hàm lượng COx, SOx … trong khí
quyển tăng dẫn đến hiệu ứng nhà kính làm tăng nhiệt độ trái đất, mưa axít tác hại
đến sinh vật; làm ơ nhiễm khơng khí ảnh hưởng đến sức khỏe con người và sinh vật.
d - Cơng nghệ nhân tạo
Sự tiến bộ khoa học kỹ thuật làm cho con người có khả năng khai thác thiên
nhiên với tốc độ lớn. Việc ứng dụng thành tựu khoa học vào trồng trọt, chăn ni …
đã làm tăng nhanh chu trình vật chất dẫn đến phá huỷ cấu trúc tự nhiên của chu
trình, ảnh hưởng đến thành phần hệ sinh vật, thay đổi chủng lồi và cấu trúc thảm
thực vật. Việc xả khí Freon trong cơng nghiệp lạnh đã gây hiệu ứng thủng tầng Ozon
bảo vệ sự sống trên trái đất.

e - Đơ thị hóa


Cùng với sự tăng trưởng kinh tế, thế giới đang xảy qúa trình đơ thị hóa nhanh chóng
làm diện tích đất canh tác và diện tích rừng bị thu hẹp, làm thay đổi cảnh quan, địa
hình gây hiện tượng xói mòn ở ngoại ô, ngập lụt trong thành phố.
Việc xây dựng các công trình và nhà ở cao tầng làm cho bề mặt đất biến dạng,
cấu trúc đất thay đổi dẫn đến sự sụt lún (ví dụ Mexico lún 7,6m; Tokyo lún 3,4m).
Môi trường đơ thị bị ô nhiễm : các chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp
làm ơ nhiễm nghiêm trọng mơi trường khơng khí, đất và nước, ơ nhiễm tiếng ồn, sự
tập trung dân số lớn cùng với các hoặt động công nghiệp, giao thông và các
hoạt động khác.

2 - Đánh giá tác động môi trường(ĐTM)
ĐTM có vai trò rất quan trọng trong việc tổ chức quản lý và bảo vệ môi trường.
ĐTM của một hoạt động phát triển kinh tế - xã hội là xác định, phân tích và dự
báo những tác động có lợi và có hại trước mắt cũng như lâu dài mà hoạt động đó có
thể ảnh hưởng đến thiên nhiên cũng như môi trường sống của con người.
Các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội gồm nhiều loại : Loại vó mô tác động
đến tồn bộ kinh tế xã hội Quốc gia, của một vùng hoặc một ngành như luật lệ chính
sách; chủ trương chiến lược, sơ đồ phân bố lực lượng sản xuất trên địa bàn lớn.
loại vi mơ như đề án xây dựng cơ bản, qui hoạch phát triển kinh tế, sơ đồ sử dụng tài
ngun ở địa phương v.v….
Mục đích của ĐTM là phân tích một cách có căn cứ khoa học những tác động có lợi
hoặc có hại; tư đó đề xuất các phương án nhằm xử lý hơp lý các mâu thuẫn giữa u
cầu phát triển kinh tế – xã hội với nhiệm vụ bảo vệ mơi trường. ĐTM còn có mục
đích góp thêm tư liệu cần thiết cho việc quyết định hoạt động phát triển các báo cáo
của ĐTM trong luận chứng kinh tế – ky thuật – môi trường giúp cho cơ quan xét
duyệt dự án hoạt động có đủ cơ sở để lưạ chọn phương án tối ưu :
ĐTM là biện pháp đảm bảo cho việc thực hiện các mục tiêu bảo vệ môi trường

và phát triển bền vững diễn ra hài hòa, cân đối và gắn bó.

§4 CHIẾN LƯỢC QUỐC GIA và PHÁP LUẬT
VỀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
và TÀI NGUN THIÊN
NHIÊN

1- Chiến lược quốc gia về bảo vệ môi trường và tài nguyên
thiên nhiên
Mục đích : Nhằm thỏa mãn những nhu cầu cơ bản về vật chất và tinh thần cho con
người hiện nay và các thế hệ mai sau, thông qua việc bảo vệ môi trường và
quản lý một cách khôn khéo các nguồn tài nguyên thiên nhiên của quốc gia.
Nội dung : Xây dựng các chủ trương, chính sách các chương trình và kế hoạch hành
động để bảo vệ mơi trường và sử dụng hợp lý các tài ngun thiên nhiên phù hợp với
sự phát triển kinh tế của đất nước. Nội dung chiến lược phải dựa trên việc phân


tích hiện trạng và dự báo các xu thế diễn biến, trên cơ sở đó đề xuất phương
hướng bảo vệ và sư dụng hợp lý tài nguyên môi trường.
Nhiệm vụ : Duy trì các q trình sinh thái chủ yếu và các hệ thống tự nhiên có ý
nghĩa quyết định đến đời sống con người. Đảm bảo sự giàu có của đất nước về vốn
gen các lồi cây trồng và các lồi động vật hoang dại có liên quan đến lợi ích lâu dài
của đất nước và của nhân loại. Đảm bảo việc sử dụng hợp lý các nguồn tài ngun
thiên nhiên, điều khiển việc sử dụng trong giới hạn có thể phục hồi được, đảm bảo
chất lượng mơi trường phù hợp với u cầu về đời sống và sức khỏe con người. Đảm
bảo việc ổn định dân số ở mức cân bằng với khả năng sử dụng hợp lý các nguồn
tài nguyên thiên nhiên.

2 - Chiến lược bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên ơ
Việt Nam

Do tình chiến tranh kéo dài, nhiều vùng nước ta bị tàn phá. Trong nửa thế kỷ qua dân
số nước ta tăng hơn hai lần (gần 80 triệu vơi mật độ khoảng 170 người/km2). Việc
sử dụng đất đai khơng hợp lý, nạn chặt phá rừng v.v … đã làm cho đất xói mòn, gây
lũ lụt và hạn hán nghiêm trọng.
Việt nam là nước đang phát triển, nhu cầu về tài ngun rất lớn. Cùng với sự phát
triển kinh tế, môi trường sống nhiều vùng đã và sẽ bị ô nhiễm. Các hệ sinh thái
có nguy cơ bị suy thóai.
Chiến lược quốc gia về bảo vệ mơi trường và tài ngun thiên nhiên của Việt Nam phải
nhằm giải quyết được những vấn đề cơ bản nêu trên.
Chiến lược đề ra phương hướng sử dụng tối ưu các tài ngun của đất nước; vạch ra
những ngun tắc và mục tiêu thực hiện. Nhiệm vụ ưu tiên hàng đầu là ổn định dân
số. Đặt ra chương trình phục hồi rừng, phủ xanh đất trống đồi trọc. Chỉ ra những hoạt
động để thu được lợi ích lớn nhất từ các nguồn tài nguyên, cải thiện mơi trường
sống ngày càng tốt đẹp.
Đối với các tài ngun tái tạo được phải tạo được sản lượng ổn định tối đa mà
khơng làm cạn kiệt, bằng cách hạn chế và ổn định nhu cầu trong giới hạn tối đa
bằng cách ổn định dân số.
Đối với các tài ngun khơng tái tạo được phải được sử dụng hợp lý cho sự phát triển
tương lai mà không được sử dụng phung phí vì sự tăng dân số hoặc tăng mức
sống.
Để thực hiện được nhiệm vụ chiến lược nhà nước phải dựa vào dân để họ phục
hồi và duy trì môi trường sống của chính họ. muốn vậy phải nâng cao nhận
thức về mơi trường của mỗi người dân thơng qua mọi hình thức tun truyền, vận
động giáo dục, phong trào, tổ chức xã hội v.v… Đây là nhiệm vụ lâu dài, song sau
mỗi khoảng thời gian nhất định, chiến lược cũng phải được điều chỉnh và bổ xung
thích hợp.
Do đặc điểm về địa lý, nhiều vấn đề trong chiến lược của nước ta có liên quan
mật thiết đến các nước láng giềng. Do đó nhà nước cần tăng cường mối quan hệ
quốc tế về vấn đề mơi trường nhất là việc quản lý các tài ngun như các sơng chính
xuất phát từ bên ngồi nước ta. Bảo vệ mơi trường là vấn đề tồn cầu, vì vậy mọi hoạt

động về môi trường phải có sự phối hợp quốc tế rộng rãi.


Kỹ thuật mơi
trường

13

3 - Luật bảo vệä môi trường
Pháp luật của một quốc gia về bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên
là một hệ thống các quy định pháp lý về sử dụng, bảo vệ, khơi phục cải thiện các
nguồn tài nguyên thiên nhiên, tạo mơi trường thuận lợi cho sư sống và phát triển
con người. tùy theo điều kiện và đặc điểm về chính trị, kinh tế, xã hội, địa lí và
lịch sử mà pháp luật về bảo vệ mơi trường ở mỗi nước một khác; song đều có những
đặc điểm chung sau :
- Thể hiện sự chú trọng của nhà nước đối với vấn đề tài nguyên và môi trường.
- Xác định trách nhiệm và quyền hạn pháp chế về tài nguyên môi trường ở
mọi cấp quản lý nhà nước.
- Phối hợp pháp chế bảo vệ môi trường với pháp chế quản lý các ngành sản xuất.
- Kết hợp phòng tránh, ngăn ngừa thiệt hại về tài nguyên môi trường và khắc
phục hậu quả đã xảy ra; cải thiện chất lượng môi trường và tài nguyên, phục vụ
lợi ích lâu dài của con người.
Những nguyên tắc pháp chế về tài nguyên môi trường thường được thể hiện
trong hiến pháp.
Các nguyên tắc hiến pháp là cơ sở để xác định nội dung và phương hướng của
hệ thống luật ở các cấp từ trung ương đến địa phương.
Luật bảo vệ môi trường của nước ta được xây dựng trên cơ sở hiến pháp, được
Quốc hội thơng qua ngày 27 tháng 12 năm 1993 và có hiệu lực từ ngày 10 tháng 01
năm 1994 gồm lời nói đầu, 7 chương và 55 điều. Luật khẳng định quyền con người
được sống trong mơi trường trong lành, xác định nhiệm vụ bảo vệ mơi của nhà nước,

xem đó là chức năng cơ bản và thường xun của nhà nước, xác định trách nhiệm của
mọi tổ chức và cá nhân trong việc bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên
nhiên.


CHƯƠNG 2 MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ

§ 1 KHÁI QT CHUNG
1- Lớp khí quyển dưới thấp

-

-

a- Thành phần khí
Khí quyển là một lớp hỗn hợp khí : N2 , O2 , Ar , CO2 , Ne , He , Kr , H2, O3 , hơi
nước v.v…. Tuy nhiên chủ yếu là N2 , O2 , O3 , CO2 và H2O . Chúng được phân bố
trong khí quyển như sau :
Nitơ chiếm 78,09% nhiều nhất trong khí quyển, nó được sinh ra dưới tác dụng của
các vi sinh vật ở rễ cây họ đậu, nó dễ trở thành hợp chất được thực vật hấp thụ.
Ôxy chiếm 20,94% đóng vai trò chủ yếu trong các phản ứng hóa học trong khí
quyển. Nó khơng thể thiếu được trong sự hơ hấp của động - thực vật, nó là sản
phẩm của tác dụng quang hợp của thực vật.
CO2 chiếm 0,032% được sinh ra do q trình đốt cháy các chất hữu cơ. Nó rất
cần thiết cho đời sống hữu cơ.
O3 có rất ít ở tầng thấp khí quyển, chỉ sinh ra khi có sấm sét. Ở độ cao 20 –30 km thì
hình thành một tầng dày, nó được hình thành từ các sản phẩm chứa oxy như : SO2,
NO2, Andehyt khi hấp thụ bức xạ tử ngoại :
NO2
Tử ngoại

NO + O ;
O2 + O
O3
Q trình ngược lại là sự phân hủy Ozon :
O3 + NO
NO2 + O2
Sự sinh hủy Ozon có liên quan đến việc ngăn cản bức xạ tử ngoại lên mặt đất
và nhiệt độ tầng khí quyển trên cao.
Hơi nước : Nơi ẩm đến 4%, nơi khô chỉ 0,01%. Lượng hơi nước trong khí quyển ít
nhưng có vai trò rất quan trọng trong việc biến đổi thời tiết và q trình tuần hồn
của nước trong tự nhiên.
b - Bụi, nước và các vật thể rắn
Ngồi các chất khí, trong khí quyển còn có các hạt vật chất khác ở thể
lỏng hoặc rắn có kích thước nhỏ tư 6.10- 8mm đến 0,1mm như bụi, khói, phấn hoa,
vi khuẩn …
Bụi được gió cuốn từ mặt đất lên, do núi lửa phun ra và do nham thạch phong hóa
sinh ra. Ngồi ra nó còn được tạo ra từ sao băng.
Những hạt nước, hạt băng, hạt bụi nhỏ bay lơ lửng trong khơng khí tạo thành mây và
sương mù. Chúng ảnh hưởng đến tầm nhìn xa nhưng giữ vai trò quan trọng trong việc
ngưng kết của hơi nước trong khí quyển.
Ngồi ra trong khí quyển còn có các hạt ngưng kết, ngưng hoa, điện tử, ion … chúng
có tác dụng hút ẩm mạnh tạo điều kiện cho hơi nước ngưng kết mặc dù hơi nước trong
khí quyển chưa đạt bão hòa.
Khói trong khí quyển do việc đốát nhiên liệu bằng phương pháp cổ truyền sinh
ra, do cháy rừng … Khói là các hạt vật chất rất nhỏ chúng làm vẩn đục khí
quyển và ảnh hưởng đến tầm nhìn xa.


Kỹ thuật mơi
trường

15

Như vậy, khí quyển hầu như trong suốt nhưng nó là một dung dịch, trong đó khơng
khí sạch là dung mơi, còn các loại hạt khác là chất hòa tan.

2 - Lớp khí quyển trên cao
Nếu chỉ có hiện tượng khuếch tán thì trên cao chỉ có các chất khí nhẹ như Hyđrơ,
Hêli … Nhưng khí quyển còn có sự đối lưu theo chiều thẳng đứng mà ở trên cao
thành phần chủ yếu của nó vẫn là Ơxy và Nitơ.
Ngược lại theo sự phân tích phổ cực quang thì những lớp rất cao của khí quyển hầu
như khơng có sự tồn tại của Hyđro và Hêli.
Từ độ cao 35km trở lên, sự đối lưu giảm và sự khuếch tán tăng.

3 - Cấu tạo khí quyển theo chiều đứng
Dựa vào các đại lượng vật lý đặc trưng, người ta chia khí quyển thành 4 tầng sau : a Tầng đối lưu
Là tầng thấp nhất từ mặt đất đến độ cao khoảng 10km. Độ cao giảm theo vó độ và
thay đổi từ 7km đến 18km.
Khơng khí ở tầng này ln chuyển động theo cả chiều ngang lẫn chiều đứng với
những khối khí không đồng nhất do ảnh hưởng trực tiếp của bức xạ mặt đất,
nhiệt độ thay đổi lớn, lượng hơi nước nhiều. Các hiện tượng thời tiết như mây, mưa,
giơng, bão … đều xảy ra ở tầng này.
Mật độ khơng khí ở tầng này lớn, chiếm 3/4 khối lượng tồn bộ khí quyển. Đặc điểm
của tầng này là nhiệt độ giảm theo độ cao, trung bình lên cao 100m nhiệt độ giảm
xuống 0,60C, ở đỉnh tầng đối lưu nhiệt độ có thể thấp tới –600C.
* - Tầng đối lưu được chia làm 5 lớp từ đáy đến đỉnh :
+ Lớp đáy (hay lớp sát đất) : từ mặt đất đến độ cao 2m. biến thiên nhiệt độ ở
lớp này rất lớn do ảnh hưởng bức xạ mặt đất, chênh lệch giữa đáy và đỉnh có
thể tới 20C. ban ngày nhiệt độ đáy lớn, ban đêm ngược lại.
+ Lớp dưới (hay lớp ma sát) : là lớp tiếp theo lên đến độ cao 1–2km. Chuyển động

của khơng khí lớp này chịu ảnh hưởng lớn của ma sát và vật cản trở trên mặt đất cùng
với ảnh hưởng lớn của bức xạ nhiệt mặt đất mà lớp này thường sinh ra những xốy
khí lớn, nhiễu động và đối lưu mạnh.
Ở lớp này nhiệt độ giảm theo độ cao, hơi nước nhiều, mây và sương mù dày đặc.
Độ cao của lớp này thay đổi theo giờ, mùa và địa phương : ban ngày cao hơn ban
đêm, mùa hè cao hơn mùa đơng.
+ Lớp giữa : lớp tiếp theo đến độ cao 6km : ảnh hưởng của mặt đất chỉ còn là nhiễu
động nhiệt. Sự chuyển động của khơng khí trong lớp này có liên quan đến sự chuyển
động của khơng khí trong cả tầng đối lưu, cho nên việc dự báo thời tiết là nghiên cứu
lớp này.
+ Lớp trên : là lớp trung gian giữa lớp giữa và lớp đỉnh, nhiệt độ không khí thường
thấp dưới 0oC. chuyển động của khơng khí ít chịu ảnh hưởng của mặt đất. Mây ở lớp
này chủ yếu là các tinh thể băng và một lượng nhỏ hơi nước chậm đơng, lượng hơi
nước lớp này ít, tốc độ gió lớn.
+ Lớp đỉnh : là lớp trên cùng, nhiệt độ ít giảm theo độ cao, có khi hình thành lớp
đẳng nhiệt hoặc nghịch nhiệt (nhiệt độ tăng theo độ cao). Độ cao lớp đỉnh giảm


theo vó độ. Hơi nước ở lớp này rất ít, tốc độ không khí ít, có những dòng khí
chảy xiết với tốc độ hàng trăm km/h.
b - Tầng bình lưu
Độ cao từ 20–80km, lượng nước rất ít, mây do các tinh thể băng tạo thành. Ở tầng
này thường xun có sự hình thành và phân giải O3 dưới tác dụng tia tử ngoại và
ánh sáng Mặt trời nên nhiệt độ thường xuyên thay đổi.
Phân bố O3 phụ thuộc vó độ và mùa. Ở xích đạo do bức xạ trên cao mạnh, q
trình cân bằng xảy ra nhanh nên lượng O3 ít, ở vùng cực thì ngược lại. Mùa xn
lượng O3 nhiều nhất và mùa thu ít nhất. Lượng O3 còn phụ thuộc thời tiết (gió xốy)
ở tầng bình lưu.
c - Tầng điện ly (ion)
Tiếp theo tầng bình lưu đến độ cao 800km khơng khí rất lỗng. Dưới tác dụng của

bức xạ Mặt trời và tia vũ trụ các phân tử khí quyển bị phân ly thành các ion. Ban
ngày khí bị ion hóa nhiều hơn ban đêm. Khi ion hóa có sự tăng nhiệt nên nhiệt độ
tầng này rất cao. Nhiệt độ của tầng tăng nhanh theo độ cao từ đáy lên đến đỉnh nhiệt
độ tăng từ –80oC lên đến 1000oC.
Tầng điện ly dẫn điện mạnh, phản xạ mạnh sóng vô tuyến nhất là sóng dài.
d - Tầng khuếch tán
Là tầng ở trên cùng từ độ cao 800km trở lên, là tầng chuyển tiếp giữa khí quyển
và khơng gian vũ trụ. Nhiệt độ ở tầng này rất cao, phân tử khí chuyển động rất
nhanh lại chịu sức hút Trái đất ít, do đó các phân tử khí khơng ngừng khuếch tán vào
khơng gian vũ trụ. Nhưng do mật độ khí ở tầng này rất thấp nên số phân tử khí bị mất
khơng nhiều. lượng khí mất đi được bù lại do núi lửa trên Trái đất hoạt động phóng ra
chất khí. Do đó lượng khí quyển hầu như không thay đổi.

4 - Sư không đồng nhất theo phương ngang của khí quyển
Thể hiện chủ yếu ở tầng đối lưu, nó tạo thành các vùng có thể tích khí riêng biệt rất
lớn tương đối đồng nhất về tính chất theo phương ngang gọi là khơng khí hay khí đồn.
Tính chất của khối khí đặc trưng bằng nhiệt độ và độ ẩm. Nhiệt độ càng cao độ
ẩm tuyệt đối càng lớn và mật độ khí càng nhỏ.
Trong tầng đối lưu, không khí chịu ảnh hưởng của mặt đất nên tính chất của
khối khí phụ thuộc vào khu vực hình thành và tính chất vùng mặt đất nó đi qua
(gọi là mặt đệm).
Do địa hình mặt đất có sự phân bố của biển và lục địa nên hình thành nhiều
loại khối không khí. Có 3 cách phân loại khối không khí :
* - Phân loại theo địa lý :
Khối khơng khí Bắc băng dương. Khối
khơng khí ơn đới hay cực đới. Khối
khơng khí nhiệt đới.
Khối khơng khí xích đạo.
* - Phân loại theo đặc tính mặt đệm :
Khối khơng khí biển : độ ẩm lớn.

Khối khơng khí lục địa : khơ, hè nóng, đơng lạnh.


* - Phân loại theo tính chất nhiệt so với các khối khí
xung quanh : Khối không khí nóng.
Khối khơng khí lạnh.

§ 2 CHẾÁ ĐỘ NHIỆT CỦA KHÔNG KHÍ
1- Sư nóng lên và lạnh đi của không khí
Không khí bị nóng lên do hấp thụ trực tiếp năng lượng Mặt trời là nhỏ,
nhưng do hất thụ nhiệt của mặt đất là chủ yếu.
Ban ngày mặt đất được đốt nóng nên truyền nhiệt cho khơng khí, ban đêm mặt đất mất
nhiệt nên lạnh hơn không khí, do đó không khí lại truyền nhiệt cho mặt đất nên
lạnh đi.
Q trình nóng lên và lạnh đi, cũng như sự truyền nhiệt trong khơng khí rất phức
tạp. Sự truyền nhiệt tư đất vào không khí theo nhiều cách khác nhau.
a – Dẫn nhiệt phân tư
Không khí dẫn nhiệt kém. Phương thức dẫn nhiệt phân tử làm lớp không khí sát
đất nóng lên. Sự dẫn nhiệt theo phương thức này giữ vai trò rất nhỏ theo phương
trình :

Q1 = -l

dT

dz

(1)

Với : Q1 là thơng lượng nhiệt.

l là hệ số dẫn nhiệt phân tử của khối khí (l= 5.10 - 5).

dT
dz Gradien nhiệt độ theo phương đứng.
b - Phát xạ
Mặt đất hất thụ năng lượng bức xạ Mặt trời, sau đó phát xạ sóng dài vào lớp
không khí sát đất, lớp này lại phát xạ làm nóng các lớp ở trên và q
trình cứ như vậy tiếp tục. Phương thức phát xạ theo phương trình :

Q = -i
2

dT

dz

(2)

Với : Q2 là thơng lượng nhiệt.
i= 0,2 Là hệ số dẫn nhiệt bức xạ của khơng khí.
Tác dụng làm nóng không khí bằng phương thức này cũng nhỏ.
c - Đối lưu nhiệt
Đây là nhân tố chủ yếu trong sự truyền nhiệt từ đất vào không khí. Q trình
xảy ra do chuyển động của những thể tích khơng khí riêng biệt theo chiều thẳng
đứng được quyết định bởi lớp khơng khí sát đất nóng lên mạnh.
Đối lưu nhiệt có thể là chuyển động không trật tự, có thể là những dòng. Những
thể tích không khí riêng biệt và những xốy khí theo phương đứng, hoặc một
luồng khí lớn, mạnh có trật tự hướng từ dưới lên trên cao với tốc độ có thể hơn
10m/s.
Do địa hình mặt đất không đồng nhất mà không khí nóng lên không đều và do

đó sự đối lưu nhiệt cũng không đồng đều.


Sự đối lưu nhiệt thường xảy ra ban ngày ở lục địa và ban đêm ở biển. d
- Loạn lưu
Là sự chuyển động hỗn loạn của những khối khí riêng biệt trong dòng không
khí lớn, nó xảy ra do môi trường có độ linh động cao.
Khi không khí di chuyển trên bề mặt đất không bằng phẳng nên có ma sát lớn
mà suất hiện những xốy nhỏ có kích thước khác nhau, những xốy này vừa bốc lên
vừa chuyển động theo phương ngang theo luồng gió ngang.
Do chuyển động loạn lưu mà có sự xáo trộn khơng khí và truyền nhiệt theo phương
đứng. Phương thức này còn gọi là giao lưu nhiệt, nó tn theo phương trình

Q = -AC
3

dT

dz

(3)

Với : A là hệä số giao lưu nhiệt.
C là tỉ nhiệt của khơng khí. AC » 23,7
Sự loạn lưu cũng đóng vai trò chủ yếu trong việc truyền nhiệt từ đất vào khí
quyển. e - Truyền nhiệt dạng tiềm nhiệt bốc hơi
Q trình bốc hơi, đơng kết hơi nước cũng giữ vai trò quan trọng trong sự truyền
nhiệt từ đất vào khơng khí. Theo tính tốn cứ một gam nước ngưng tụ trong khí
quyển sẽ tỏa ra một nhiệt lượng 600 calo.

2 - biến thiên nhiệt độ của không khí
Mặt đất là nguồn không khí cung cấp năng lượng chủ yếu cho không khí.
Do đó nhiệt độ không khí ở lớp gần mặt đất là biến thiên nhiều nhất, càng
lên cao ảnh hưởng càng ít và do đó biến thiên càng nhỏ.
Nhiệt độ của khơng khí đạt cực đại vào khoảng 2–3 giờ chiều và cực tiểu trước lúc
bình minh. Sự biến thiên ngày của nhiệt độä không khí phụ thuộc vào các yếu tố
như
:
+ Vó độ : Ở vùng nhiệt đới có biên độ khoảng 12oC, vùng ôn đới khoảng 8o -9o
C, vùng cực đới khoảng 3o–4o C.

§ 3 NHIỆT LỰC HỌC KHÍ QUYỂN
1- Chuyển động thăng giáng đoạn nhiệt của không khí khơ
Khối khơng khí chưa bão hòa hơi nước gọi là khơng khí khơ. Khối khơng khí khơ
chuyển động thăng giáng gọi là q trình nhiệt khơ.
Xét một khối khí khô thăng đoạn nhiệt từ mặt đất. Do áp suất khí giảm theo độ
cao nên khi thăng khối khí sẽ giãn nở và sinh cơng, do đó nội năng khối khí giảm và
nhiệt độ sẽ giảm.
Ngược lại khi khối khí khô giáng, môi trường ngồi sẽ nén dần khối khí lại,
nội năng của khối khí tăng và nhiệt độ của nó tăng.
Q trình đoạn nhiệt khơ của khối khí tn theo phương trình :

dT
gk = - dz

=

Ag
Cp

(4)


gK là Gradien đoạn nhiệt khơ, đơn vị là độ/100m.
A đương lượng nhiệt của cơng.
CP là nhiệt dung đẳng áp của khơng khí (CP = 0,238Cal/độ). g
là gia tốc trọng trường.
=> gK = 0,98độ/100m » 1o/100m.
Như vậy, trong q trình đoạn nhiệt khơ cứ lên cao hoặc xuống thấp 100m thì nhiệt độ
giảm hoặc tăng một độ.
Quy ước tại mặt đất z = 0, (4) có thể viết dạng :

T2 - T 1

Z
= 100

(5)

(5) cho phép xác định nhiệt độ T2 của khối khí ở độ cao z theo nhiệt độ khối khí ở
mặt đất T1 trong q trình đoạn nhiệt khơ.

2 - Chuyển động thăng giáng đoạn nhiệt của khơng khí ẩm
Không khí đạt trạng thái bão hòa hơi nước gọi là không khí ẩm. Do sự bốc hơi
nước trên mặt địa cầu là liên tục nên lượng hơi nước trong không khí tăng lên
liên tục và nhanh chóng đạt bão hòa. Q trình chuyển động thăng giáng đoạn nhiệt
của không khí ẩm gọi là q trình đoạn nhiệt ẩm.
a - Mực ngưng kết
Q trình đoạn nhiệt khơ làm cho khi lên cao nhiệt độ khối khí giảm, do đó độ ẩm
tương đối sẽ tăng và đến độ cao nào đó hơi nước sẽ đạt bão hòa. Nếu khối khí tiếp tục

lên cao, khi nhiệt độ khối khí hạ thấp hơn điểm sương thì sự ngưng kết hơi nước xảy
ra.
Độ cao mà hơi nước chứa trong khối khí đang thăng đạt bão hòa gọi là mực ngưng
kết. Nhiệt độ của khối khí bắt đầu xảy ra hiện tượng ngưng kết hơi nước gọi là nhiệt
độ ẩm sương.
Ký hiệu z là độ cao, t là điểm sương ở mặt đất, tz là điểm sương ở độ cao z, ta có :
tz = t – 0,0018z
(6)
Tại mực ngưng kết, nhiệt độ khối khí bằng nhiệt độ điểm sương, nên từ (5) ta
có : Tz = tz hay T – z/100 = t – 0,0018z
=> z =122(T – t)
(7)
(7) cho phép ta tính độ cao ngưng kết nếu biết nhiệt độ T và điểm sương t ở mặt
đất.
Biết độ ẩm tương đối R có thể xác định độä cao ngưng kết theo công thức
Ippôlitốp : z = 22(100 – R)
(8)
Nếu biết áp suất P và nhiệt độ không khí T tại mặt đất thì mực ngưng kết
được xác định theo cơng thức Laplace trong tĩnh họcPkhí quyển :
0

z = 18400(1 + aT) lg

a=

1

P

(9)

273 , Po là áp suất khơng khí tại zo = 0 (mực nước biển).
Với :
b - Gradien đoạn nhiệt ẩm


Khi thăng đoạn nhiệt, nhiệt độ khối khí giảm dần cho tới mực ngưng kết hơi
nước bắt đầu ngưng kết. hơi nước ngưng kết sẽ tỏa nhiệt làm nhiệt độ khối khí
tăng. Do đó Gradien đoạn nhiệt ẩm nhỏ hơn Gradien đoạn nhiệt khô. Theo khí
tượng học : Kí hiệu : ga là Gradien đoạn nhiệt ẩm.
L là tiềm nhiệt bốc hơi : L = 0,65T + 597. S
là lượng ẩm riêng.

=>
ga

= gk L ds
CP dz

(10)

ds
<0
Khi lên cao do ngưng kết mà lượng hơi nước trong khối khí giảm tức dz
nên ga < gK .
Do S phụ thuộc nhiệt độ và áp suất không khí nên ga cũng thay đổi theo áp suất
và nhiệt độ của khơng khí nên ga # const. Qua nghiên cứu ta thấy :
ga của khơng khí có áp suất cao > ga của khơng khí có áp suất thấp.
ga của khơng khí có nhiệt độ cao < ga của khơng khí có nhiệt độ thấp.

3 – Sư ổn định trong chuyển động đối lưu
Trong khí quyển thường có chuyển động đối lưu và loạn lưu của khơng khí do nhiều
nguyên nhân. Các chuyển động này ảnh hưởng đến sự phân bố nhiệt độ ở các độ
cao khác nhau. Đây là yếu tố cơ bản dẫn đến nguyên nhân động lực và nhiệt lực
gây chuyển động thăng giáng của không khí.
Dưới tác dụng ngoại lực, một khối không khí chuyển động lên cao gọi là
chuyển động đối lưu. Trạng thái này là bất ổn định. Ngược lại khối khơng khí
khơng có chuyển động đối lưu là khối không khí ổn định.
Cường độ chuyển động đối lưu phụ thuộc sự cân bằng nhiệt độ theo phương
đứng hay tầng kết nhiệt của khí quyển. Tầng kết nhiệt được đặc trưng bằng sự
phân bố nhiệt độ theo chiều đứng trong khí quyển.
Sự cân bằng theo phương đứng có thể ổn định phiếm định hoặc bất ổn định,
chúng có thể xảy ra đồng thời trong khi quyển.
Sự cân bằng ổn định của một lớp khí là trạng thái khí khối khí bị tác dụng ngoại
lực theo phương đứng thì trong khối khí xuất hiện nội lực làm cản trở tác dụng đó và
đẩy khối khí về vị trí ban đầu.
Sự cân bằng phiếm định của một lớp khí là khi nó chuyển động theo phương đứng
khơng xuất hiện những lực tác dụng nâng cao hay hạ thấp khối khí. Đây là một dạng
của trạng thái ổn định.
Sự cân bằng không ổn định của một lớp khí là trạng thái khí với bất kỳ chuyển
dịch cưỡng bức nào của khối khí, trong khối khí sẽ phát sinh những lực làm tiếp tục
sự dịch chuyển theo hướng đó. Khối khí khi đó sẽ chuyển động có gia tốc :

(T'-T)
a=g T

(11)

Với T’ là nhiệt độ khối
khí.

T là nhiệt độä môi trường (khối không khí bao quanh).


Nếu T’ > T => a > 0 khối khí sẽ đi lêân. Đó là trạng thái không ổn định.
Nếu T’= T => a = 0 ; chỉ cần tác động nhỏ (cung cấp nhiệt lượng chẳng hạn cho khối
khí) nó có thể sinh ra chuyển động thăng hoặc giáng. Đây là trạng thái phiếm định.
Nếu T’ < T => a < 0 khối khơng khí có xu hướng chuyển động giáng nhưng phía
dưới không khí có áp suất và mật độ lớn hơn sẽ đẩy nó trở lại. Khối khí ở trạng
thái ổn định.
Như vậy gia tốc của khối khí đặc trưng cho trạng thái ổn định của khối khí dưới tác
động của ngun nhân nhiệt lực gây ra.

§ 4 ĐỘNG LỰC HỌC KHÍ QUYỂN
1 - Chuyển động ngang của khí quyển
Chuyển động theo phương ngang của khí quyển liên quan mạnh đến sự trao đổi nhiệt
và hơi nước giữa các khu vực trên địa cầu. Do sự phân bố nhiệt theo phương
ngang khơng đều nên khí áp cũng phân bố khơng đều dẫn đến việc chuyển dịch
khơng khí từ nơi áp suất cao đến nơi có áp suất thấp. Có 4 lực gây ra chuyển
động ngang :
a - Lực Gradien khí áp
Gradien khí áp theo phương ngang là độ giảm khí áp trên mặt phẳng ngang. Lực
Gradien khí áp FG tác dụng lên một đơn vị khối lượng khí được xác định bởi :

1 DP
F = - r Dn
G

(12)
Với r là mật độ khí; DP/ Dn = Gradien áp suất theo phương n. Dưới tác dụng của
FG, khối khí chuyển động theo phương Gradien khí áp.

b - Lực Coriolis (lực lệch hướng địa chuyển)
Do chuyển
động quay của Trái đất mà khối khí khối lượng m chuyển động với vận
r
tốc v sẽ chịu tác dụng một lực Coriolis :

FG = 2m[v,
(13)
w]
Với w là vận tốc quay của Trái đất.
Về độ lớn :
FC = 2mvwsinj
(14)
Ở xích đạo j = 0 => fC = 0, ở cực j = 90o => FC = max.
Lực Coriolis có phương vng góc với hướng chuyển động của khối khí nên khơng
làm thay đổi vận tốc khối khí mà chỉ làm thay đổi hương chuyển động của khối
khí. c - Lực ma sát
Có hai loại lực ma sát : ngoại lực ma sát và nội lực ma sát, chúng đều có tác dụng
làm cản trở chuyển động của khối khí.
Ma sát ngồi là do ma sát của địa hình mặt đất ngăn cản chuyển động của khối khí.
r
v
Gọi
là tốc độ ngang của gió, k là hệä số ma sát, ta có lực ma sát :


22

Kỹ thuật mơi
trường

Fm = -kv

(15)

Tùy theo đặc điểm mặt đệm mà k thay đổi trong khoảng 1,2.10-4 đến 0,2.10–4
N.s/m. Trên mặt biển k nhỏ hơn trên đất liền khoảng 4 lần.
Do ngoại ma sát mà các phần tử khí ở lớp sát đất chuyển động bị hãm chậm lại,
nhờ nội ma sát sự hãm chậm được truyền lên các lớp khí phía trên.
Sự loạn lưu làm tăng cường sự trao đổi động năng giữa các lớp khí. Kết quả là các
lớp khí phía trên chuyển động nhanh hơn bị chậm lại, lớp khí phía dưới chuyển động
nhanh lên. Như thế mức độ loạn lưu ảnh hưởng rất lớn đến độ lớn của lực ma sát
trong khí quyển. Dạng ma sát qui định bởi sư loạn lưu là ma sát loạn lưu, về độ lớn
gấp hàng vạn lần lực nội ma sát trong không khí.
Thực nghiệm chứng tỏ tác dụng của ngoại ma sát và nội ma sát ở mặt đất khơng
ngược hướng chuyển động của khối khí mà lệch về phía trái một góc khoảng
350. d - Lực ly tâm
Gọi r là bán kính cong của quỹ đạo phần tử khí, v là vận tốc của phần tử khí, ta có
lực ly tâm tác dụng lên phần tử khí :
2

F = v
r
L

(16)
Thường thì FL có giá trị nhỏ. Tuy nhiên đối với những xốy khí có tốc độ lớn và
bán kính cong nhỏ thì FL > FG. Những xốy khí như thế thường xuất hiện vào
những ngày nóng nực trong khối khí bất ổn định.

2 - Sư diễn biến của gió
a- Biến thiên của gió trong lớp ma sát
Ở gần mặt đất, do tác dụng của ngoại lực ma sát làm tốc độ gió giảm đi. Ở lục địa
bình quân tốc độ gió bằng 40% và ở mặt biển bằng 70% tốc độ gió địa chuyển.
Hướng gió ở gần mặt đất thường lệch về bên phải hướng Gradien khí áp một góc
khoảng 600. Càng lên cao ảnh hưởng của ma sát giảm, tốc độ gió lúc đầu tăng
nhanh, sau đó tăng chậm dần. Thực nghiệm và tính tốn cho thấy lơp khí ở gần
mặt đất, tốc độ gió tăng gần tỷ lệ với Logarit độ cao.
Độ cao mà ảnh hưởng của lực ma sát tác dụng gọi là mực ma sát, khoảng từ mặt đệm
đến mực ma sát gọi là lớp ma sát, độ dầy của nó phụ thuộc tầng kết và trạng thái
của khí quyển.
Biến thiên gió theo độ cao còn phụ thuộc mức độ loạn lưu trong khí quyển, phụ thuộc
độ lớn của nó; khi tốc độ gió lớn, ảnh hưởng của ma sát với mặt đất lớn hơn khi
tốc độ gió nhỏ nên tốc độ gió biến thiên lớn và ngược lại.
b - Biến thiên của gió theo thời gian
- Biến thiên theo giờ trong ngày : quan sát cho thấy gió cực tiểu vào gần sáng và cực
đại vào khoảng 13 - 14 giờ. Biến thiên gió ban ngày nhiều hơn ban đêm. Ở lớp
khơng khí cao hơn khoảng 100m về mùa hè và 50m về mùa đơng thì biến thiên của
gió ngược lại với qui luật trên.
Những biến đổi của gió như trên có thể giải thích bằng sự đối lưu và loạn lưu của
khơng khí. Những biến đổi này thể hiện rõ nhất trên lục địa vào mùa nóng.


Kỹ thuật mơi
trường

23

- Biến đổi của gió theo mùa : Độ biến đổi phụ thuộc chênh lệch của khí áp theo chiều
ngang. Tốc độ gió mùa đơng lớn hơn tốc độ gió mùa hè. Ngồi ra sự biến đổi theo

mùa của gió còn phụ thuộc vào các điều kiện địa lý trên mặt đất.

3 - Gió địa phương
Gió địa phương hình thành dưới tác động của các điều kiện vật lý và địa lý địa
phương. Nó ảnh hưởng đến thời tiết địa phương như nhiệt độ, độ ẩm …
a- Gió đất và gió biển
Ban ngày gió thổi từ biển vào đất liền gọi là gió biển. Ban đêm gió thổi ngược lại gọi
là gió đất. Các loại gió này thường xảy ra ở ven biển, ven hồ lớn, ven sông lớn.
Ngun nhân của các loại gió này là do sự nóng lên và lạnh đi của đất liền và biển
khơng đều. Vùng ven bờ xuất hiện vùng hồn lưu khép kín (ở các lớp khí trên cao gió
thổi theo hướng ngược lại).
b - Gió núi – thung lũng
Gió sườn núi ban đêm từ sườn núi xuống thung lũng, ban ngày ngược lại. Ngun
nhân do sự nóng lên và lạnh đi của khơng khí ở cùng độ cao khác nhau. Gió này cũng
thực hiện hồn lưu khép kín theo đường vòng lên (hoặc xuống) giữa thung lũng.
Khơng khí giữa các vách của thung lũng ban ngày nóng lên và ban đêm lạnh đi mạnh
hơn không khí tự do của không khí ở trên đồng bằng lân cận. Vì thế xuất hiện
gió ban ngày thổi lên cao theo thung lũng gọi là gió thung lũng, ban đêm thổi xuống
dưới về phía đồng bằng gọi là gió núi.
c - Gió phơn
Là gió nóng khơâ thổi tư núi xuống. Nó xuất hiện do ngun nhân : một phía áp
suất khí giảm và phía kia áp suất khí tăng hoặc khi ở chân núi áp suất thấp hơn
đỉnh núi. Gió phơn là gió hồn lưu động lực, khơng có vòng tuần hồn khép kín. Nó
có thể kéo dài từ vài giờ đến vài tháng. Trong khu vực có gió phơn nhiệt độ khơng khí
tăng; do đó nếu kéo dài và mạnh nó có thể gây ra hạn hán trên một vùng rộng.

4 - Bão
Bão là do gió xốy rất mạnh tạo nên, ở trung tâm bão khí áp thấp, bên ngồi khí
áp cao. Gradien khí áp ở trung tâm rất lớn làm cho khí từ miền khí áp cao chuyển vào
rất mạnh hình thành xốy trôn ốc đi lên.

Khi bão đi qua vùng nào nó sẽ làm khí áp nơi đó biến đổi đột ngột : khi bão đến gần
vùng đó, khí áp giảm rất nhanh, khi bão đi qua khí áp tăng đột ngột. Do khí áp thay
đổi nhanh nên tốc độ gió cũng đột ngột thay đổi, tốc độ gió có thể tới trên 50m/s nên
gió của bão có sức phá hoại rất mạnh.
Bão thường phát sinh từ các vùng biển nhiệt đới độ ẩm cao. Vì thế bão thường
gây mưa lớn : lượng mưa có thể lên tới trên 100mm trong một giờ. Bão còn gây
ra sóng thần cao hàng chục mét gây nguy hiểm cho tàu thuyền và vùng ven biển.

5 - Độä ẩm không khí
Do bức xạ Mặt trời mà nước bốc hơi vào khí quyển. Độ ẩm không khí chỉ mật
độ hơi nước trong khí quyển. Có nhiều phương pháp biểu thị độ ẩm.
a - Độ ẩm tuyệt đối (a)


Biểu thị lượng hơi nước trong một đơn vị thể tích khơng khí thường đo
bằng g/cm3 hay kg/m3. Việc đo a rất khó nên trong thực tế thường dùng áp suất hơi
nước để biểu thị a.
b - Áp suất hơi nước
Là áp lực do hơi nước gây ra trên một đơn vị diện tích. Đơn vị đo là mHg hay mbar.
Sự phụ thuộc của E vào nhiệt độ có dạng :
E(mHg)
30
20
10
0

t(0C)
- 10

0

10

20

30

Ở mỗi nhiệt độ, mật độ hơi nước nhiều thì áp suất hơi nước sẽ lớn, đến một giới
hạn nhất định hơi nước sẽ bắt đầu ngưng tụ chuyển sang thể lỏng. Trạng thái giới hạn
này gọi là khơng khí bão hòa hơi nước và áp suất hơi nước bão hòa (E) ở nhiệt độ đó.
c - Độ ẩm tương đối R
Là tỷ số giữa áp suất hơi nước thực tế (e) với áp suất hơi nước bão hòa E ở
cùng nhiệt độä :

R=

e

100%

E
Độ ẩm tương đối R cho biết mức độ bão hòa hơi nước trong khơng khí. d
- Độ thiếu hụt bão hòa d
Độ thiếu hụt bão hòa là một đại lượng biểu thị mức độ bão hòa hơi nước trong khí
quyển :
d=E–e
Độ thiếu hụt bão hòa lớn thì độ ẩm tương đối nhỏ và ngược lại.
Độ ẩm thay đổi theo thời gian và không gian. Trong ngày a lớn nhất vào chiều tối
và nhỏ nhất lúc bình minh vì ban ngày nước bốc hơi nhiều, còn ban đêm hơi nước
ngưng tụ. Độ ẩm tương đối trong ngày thay đổi ngược với a.

Trong năm sự thay đổi của a giống với nhiệt độ : Lớn nhất vào tháng 7, nhỏ nhất
vào tháng 1. Càng lên cao a càng giảm. Ở miền nóng a lớn hơn miền lạnh. Gần biển a
lớn hơn trong lục địa.


Kỹ thuật mơi
trường
§ 5 CÁC CHẤT GÂY ƠÂ NHIỄM KHÔNG KHÍ

25

Động vật và thực vật trên Trái đất cần không khí để sống và phát triển. Môi
trường khơng khí đã và đang bị ô nhiễm do các chất độc hại và bụi tồn tại trong
không khí, chúng rất đa dạng nên khó phân loại chi tiết. Tuy nhiên để dễ xét thường
phân thành 2 loại lớn :
- Các chất ơ nhiễm sơ cấp : Bao gồm tất cả những chất được phát ra trực tiếp
từ nguồn tạo thành.
Các chất ơ nhiễm thứ cấp : Bao gồm những chất được tạo ra trong khí quyển do
tương tác hóa học các chất ơ nhiễm sơ cấp với nhau hoặc với khí quyển.

1 - Các chất ơâ nhiễm sơ cấp
a - Các hợp chất có chứa Lưu huỳnh (S)
Các hợp chất có chứa S trong khí quyển chủ yếu là : SO2, SO3, H2S, H2SO4 và các
muối sunfát.
Khí SO2 không màu, có vị cay, mùi khó chịu. SO2 có nhiều ở các lò luyện gang, lò
rèn, lò gia công nóng, lò đốt than có S.
Trong khí quyển do hiện tương quang hóa và có xúc tác SO2 biến thành SO3 ; SO3
tác dụng với hơi nước trong khí quyển tạo thành H2SO4. Nếu có NH3 trong khí
quyển thì sẽ phản ứng tạo ra NH4SO4. Nếu H2SO4 gặp các hạt NaCl trong khí quyển
thì sẽ tạo ra Na2SO4 và HCl.

Như vậy kết quả cuối cùng của SO2 trong khí quyển là chuyển hóa thành các
muối sunfát và các axit.
H2S khơng màu, có mùi thối khó chịu, H2S được đưa vào khí quyển với lượng rất lớn
từ các nguồn tự nhiên : chất hữu cơ và rau cỏ phân hủy, vết nứt của núi lửa, các
cống rãnh, các hầm lò khai thác than, trong cơng nghiệp do có sử dụng nhiên liệu có
chứa sunfua v.v… Trong khí quyển H2S có thể bị ôxy hóa bởi các ôxy nguyên tử,
ơxy phân tử và Ozon tạo ra SO2 . H2S , O , O2 và O3 đều hòa tan trong nước, vì vậy
tốc độ ôxy hóa H2S trong sương mù hay mây rất nhanh.
b - Cacbon mono ôxyt (CO)
Khí CO không màu, không mùi, không vị. CO là chất gây ô nhiễm phổ biến ở
phần dưới của tầng khí quyển. CO được tạo ra do sự cháy không hồn tồn của các
nhiên liệu hóa thạch. Nồng độ CO trong khơng khí khơng ổn định, biến thiên nhanh,
chứng tỏ ngồi nguồn nhân tạo còn có nguồn CO tự nhiên lớn.
* Trong tự nhiên có 2 cơ chế loại CO :
- Phản ứng của CO với gốc Hydroxyt OH trong tầng đối lưu :
CO + OH
CO2 + H
- Di chuyển tới tầng bình lưu và tác dụng với OH ở đó.
* Các nguồn sinh sản CO tự nhiên bao gồm :
- Các q trình ôxy hóa mêtan bởi gốc OH :
CH4 + OH
CH3 + H2O
- Sự ôxy hóa CH4 do OH khởi đầu một chuỗi các phản ứng phức tạp dẫn đến hình
thành CO. Lượng CO sinh ra từ q trình này gấp 10 lần lượng CO sinh ra từ các
nguồn nhân tạo.